感应电机工作原理与结构解析

"输出转矩-感应电机__电机学__上海工程技术大学(教学课件)" 感应电机，也称为异步电机，是电力系统中广泛应用的一种电机类型，尤其在工农业生产及日常生活中扮演着重要角色。其转速与电源频率之间存在非固定的线性关系，会随着负载的变化而略有变化，但总体保持相对稳定。感应电机的工作原理基于电磁感应，即定子和转子之间无直接电接触，能量通过磁场传递。 电机的输出转矩计算涉及到两个关键概念：电磁转矩和功率。根据描述，电磁转矩可以通过以下两种方法求得： 1. 总机械功率除以额定角速度：总机械功率是指电机实际提供的机械功率，而额定角速度是电机在满载运行时的角速度。因此，输出转矩等于总机械功率除以电机在额定状态下的角速度。 2. 电磁功率除以同步角速度：电磁功率是指电机因电磁作用产生的功率，同步角速度是假设电机的转子与定子磁场同步时的角速度。在这种情况下，输出转矩等于电磁功率除以同步角速度。 感应电机的结构主要包含两个主要部分：定子和转子。定子通常由定子铁心、定子绕组和机座组成。定子铁心是由薄硅钢片叠加而成，以减少铁损耗，并通过绝缘漆作为片间绝缘。定子绕组通常为三相，可以星形或三角形接线，负责承载电流并产生旋转磁场。小型电机常使用半闭口槽和单层绕组，而中大型电机则多采用半开口槽或开口槽，以及双层短距绕组，以优化电磁性能。 转子由转子铁心、转子绕组和转轴构成。转子铁心同样由硅钢片叠成，转子绕组则分为笼型和绕线型。笼型转子简单可靠，常见于小型电机，由导条和端环形成一个闭合的绕组。绕线型转子则更复杂，其绕组通过集电环和电刷与外部电路连接，便于起动和调速，主要用于对起动性能和调速有较高要求的场合。 气隙是定子和转子之间的空隙，对电机的性能至关重要。气隙的大小直接影响电机的磁阻和效率，因此在设计电机时需要精确控制这一参数。 感应电机因其结构简单、制造成本低、运行可靠等特点，在众多领域都有广泛的应用。然而，它也存在缺点，如吸收滞后无功功率导致电网功率因数降低，以及调速性能相对较差。理解和掌握感应电机的输出转矩计算方法及其结构特点，对于电机的选型、设计和优化运行至关重要。